(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210991760.8 (22)申请日 2022.08.18 (71)申请人 中国船舶重 工集团公司第七一九研 究所 地址 430205 湖北省武汉市江夏区藏龙岛 开发区杨桥湖大道19 号中船重工七一 九所 (72)发明人 杨小虎　柯汉兵　代路　黄崇海　 陈凯　马灿　邹振海　劳星胜　 柳勇　吴君　苟金澜　郑召利　 宋苹　 (74)专利代理 机构 北京兴智翔达知识产权代理 有限公司 1 1768 专利代理师 郭卫芹(51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G16C 60/00(2019.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种相变热沉结构尺寸设计方法 (57)摘要 本申请提供了一种相变热沉结构尺寸设计 方法， 涉及电子器件散热技术领域， 用于对发热 器件进行温度控制， 相变热沉结构为槽状， 其内 腔在长度方向上等距布设有一个以上沿宽度方 向设置的隔板状的翅片， 将内腔分为多个设有相 变材料的转相格 室， 根据给定的翅片最大限制数 量， 计算并选取使相变热沉结构最高温度数值最 小时对应的翅片数量及翅片厚度。 该相变热沉结 构尺寸设计方法可从众多参数组合中对比择优 选取其中能将发热器件最高温度控制在可接受 范围内的最优的热沉结构尺寸， 通过此方法可在 短时间内快速获得相变热沉优化 设计参数， 减小 人力、 物力、 材力消耗， 节省设计成本， 大大提升 相变散热器的设计效率。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115329494 A 2022.11.11 CN 115329494 A 1.一种相变热沉结构尺寸设计方法， 用于对发热器件进行温度控制， 其特征在于， 相变 热沉结构为槽状， 其内腔在长度方向上等距布设有一个以上沿宽度方向设置的隔板状的翅 片， 将内腔分为多个设有相变材料的转相格室， 根据给定的翅片最大限制数量， 计算并选取 使相变热沉结构最高温度数值 最小时对应的翅片数量及翅片厚度。 2.如权利要求1所述的一种相变热沉结构尺寸设计方法， 其特征在于， 根据给定的翅片 最大限制数量， 通过翅片厚度与翅片间距比值来计算并选取使相变热沉结构最高温度数值 最小时对应的翅片数量及翅片厚度， 包括以下步骤： S1、 确定发热器件相关参数， 包括长度Ws、 宽度Bs， 发热功率 Q， 发热持续时间tp； S2、 选定相变 热沉结构材料类 型， 材料热导率ks， 以及相变 热沉结构的底板长度W0、 底板 宽度B0、 底板厚度db； 相变热沉结构宽度方向的侧壁厚度da； S3、 设定相变热沉结构翅片最大限制数量n、 在相变热沉结构长度方向上的翅片厚度df 与翅片间距比值的步长 λ； S4、 选定相变材料及其热物性参数， 包括相变材料熔点Tm、 熔化潜热ΔH、 热导率kPCM、 密 度ρPCM， 计算相变材 料质量mPCM和高度H； S5、 计算相变热沉结构的最高温度Tmax； S6、 由步骤S3生成的翅片 数组(1， 2， ...， n)， 翅片厚度占比数组( λ， 2 λ， ...， r λ )， 将翅片 数组中的元素Ui与翅片厚度占比数组中的元素Vi构成的参数组合(Ui， Vj)进行遍历计算其 对应的相变热沉结构最高温度Tmax， 其中i＝1， 2， ...， n； j＝1， 2， ...， r； r为(1/λ ‑1)的向上 取整； S7、 从上述步骤所有的计算结果中， 选择获得使相变热沉结构最 高温度Tmax数值最小时 对应的翅片数量nmin、 翅片厚度与翅片间距比值αmin， 并计算对应的翅片厚度dfmin， 即为相变 热沉结构尺寸优化设计值。 3.如权利要 求2所述的一种相变热沉结构尺寸 设计方法， 其特征在于， 所述步骤S2中， W0 ＝K1Ws， B0＝K2Bs； 其中K1、 K2为工程系数， 1≤K1≤2， 1≤K2≤2。 4.如权利要求2或3所述的一种相变热沉结构尺寸设计方法， 其特征在于， 所述步骤S4 中， 相变材 料质量mPCM和高度H为： 5.如权利要求4所述的一种相变热沉结构尺寸设计方法， 其特征在于， 所述步骤S5中， 相变热沉结构的最高温度Tmax的确定方法为： Tmax＝qRtot+Tm＝q”(W+df)B0Rtot+Tm； 其中： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115329494 A 2Rtot为相变热沉单个转相格室的总热阻， W为所述转相格室的长度， q为穿过相变热沉结 构底部的热量功率， q ″为穿过相变热沉结构底部单位 面积的热量功率， Tm为环境温度。 6.如权利要求5所述的一种相变热沉结构尺寸设计方法， 其特征在于， 所述步骤S6中， 翅片厚度df与翅片间距比值的对应关系为： (Ui+1)W+Uidf＝W0‑2da。 7.如权利要求5或6所述的一种相变热沉结构尺寸设计方法， 其特征在于， 所述步骤S7 中， 以翅片厚度与翅片 间距比值、 翅片数量为坐标轴， 将其相应的最高温度Tmax绘制等值线 图， 规划优选结构参数组合区域进行选择。 8.如权利要求7所述的一种相变热沉结构尺寸设计方法， 其特征在于， 所述底板厚度db 的取值范围为1m m≤db≤3mm。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115329494 A 3